고밀도 플라즈마를 이용한 SnO2 박막의 건식 식각 특성

Abstract

본 연구에서는 유도 결합 플라즈마 식각 장비를 사용하여 SnO2 박막의 식각 특성과 공정에 대하여 연구하였다. O2/BCl3/Ar의 식각 가스 혼합비를 변화시켜 SnO2 박막의 식각 실험을 진행하였다. 기본 공정 조건은 700 W의 RF 전력, - 150 V의 직류 바이어스 전압, 2 Pa의 공정 압력으로 고정하였다. 실험 결과 O2/BCl3/Ar=(3:4:16 sccm) 플라즈마에서 최대 식각 속도인 509.9 nm/min을 얻었다. XPS 분석을 통하여 O2/BCl3/Ar 플라즈마에서의 SnO2 박막의 식각 메커니즘을 알아보았다. 또한 식각 후 박막의 표면 상태와 단면 현상은 각각 AFM과 FE-SEM을 통하여 알아보았다.

In this paper, we carried out the investigations of both etch characteristics and mechanisms for the SnO2 thin films in O2/BCl3/Ar plasma. The dry etching characteristics of the SnO2 thin films was studied by varying the O2/BCl3/Ar gas mixing ratio. We determined the optimized process conditions that were as follows: a RF power of 700 W, a DC-bias voltage of – 150 V, and a process pressure of 2 Pa. The maximum etch rate was 509.9 nm/min in O2/BCl3/Ar=(3:4:16 sccm) plasma. From XPS analysis, the etch mechanism of the SnO2 thin films in the O2/BCl3/Ar plasma can be identified as the ion-assisted chemical reaction while the role of ion bombardment includes the destruction of the metal-oxide bonds as well as the cleaning of the etched surface form the reaction products.